独特的氢负离子——氢负离子导体的研发与原型电池的突破

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崔继荣, 陈萍. 2026: 独特的氢负离子——氢负离子导体的研发与原型电池的突破, 物理, 55(7): 467-473. doi: 10.7693/wl20260703
引用本文: 崔继荣, 陈萍. 2026: 独特的氢负离子——氢负离子导体的研发与原型电池的突破, 物理, 55(7): 467-473. doi: 10.7693/wl20260703
CUI Ji-Rong, CHEN Ping. 2026: Unique hydride ions:hydride-ion conductors lead to a breakthrough in prototype batteries, Physics, 55(7): 467-473. doi: 10.7693/wl20260703
Citation: CUI Ji-Rong, CHEN Ping. 2026: Unique hydride ions:hydride-ion conductors lead to a breakthrough in prototype batteries, Physics, 55(7): 467-473. doi: 10.7693/wl20260703

独特的氢负离子——氢负离子导体的研发与原型电池的突破

    通讯作者: 陈萍,email:pchen@dicp.ac.cn

Unique hydride ions:hydride-ion conductors lead to a breakthrough in prototype batteries

    Corresponding author: CHEN Ping, pchen@dicp.ac.cn
  • 摘要: 氢负离子(H-)作为一种极化率高、还原性强的阴离子,为构建无枝晶、高能量密度的固态电池提供了全新思路。然而,长期以来,在室温下找到一种既能高效传导氢负离子、又能有效阻止电子通过的固态电解质,一直是该领域的核心难题。该问题在2025年迎来突破,一种核壳结构的复合材料被设计出来:其内部核心负责快速传输氢负离子,外部壳层则阻挡电子,从而实现了离子与电子的选择性输运。基于这种新材料,全球首例可在室温下可逆充放电的全固态氢负离子原型电池得以成功制造。文章将从研究背景、设计思路、微观机制、器件性能及未来展望等多个维度介绍这一工作,并探讨其对固态离子学和电化学储能领域的重要意义。
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  • Cui J,Cao H,Chen P.The Innovation Materials,2025,3:100175
    Yamaguchi S.Science,2016,351:1262
    Verbraeken M C,Cheung C,Suard E et al.Nat.Mater.,2015, 14:95
    Ubukata H et al.Sci.Adv.,2021,7:eabf7883
    Takeiri F et al.Nat.Mater.,2022,21:325
    Vajda P.Hydrogen in Rare Earth Metals,including RH2+x Phases.In:Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths.Elsevier,1995.pp.20—207
    Kobayashi G et al.Science,2016,351:1314
    Zhang W,Cui J,Wang S et al.Nature,2023,616:73
    Cui J,Zou R,Zhang W et al.Nature,2025,646:338
    Hirose T,Matsui N,Itoh T et al.Science,2025,389:1252
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-04-22

独特的氢负离子——氢负离子导体的研发与原型电池的突破

    通讯作者: 陈萍,email:pchen@dicp.ac.cn
  • 中国科学院大连化学物理研究所 大连 116023

摘要: 氢负离子(H-)作为一种极化率高、还原性强的阴离子,为构建无枝晶、高能量密度的固态电池提供了全新思路。然而,长期以来,在室温下找到一种既能高效传导氢负离子、又能有效阻止电子通过的固态电解质,一直是该领域的核心难题。该问题在2025年迎来突破,一种核壳结构的复合材料被设计出来:其内部核心负责快速传输氢负离子,外部壳层则阻挡电子,从而实现了离子与电子的选择性输运。基于这种新材料,全球首例可在室温下可逆充放电的全固态氢负离子原型电池得以成功制造。文章将从研究背景、设计思路、微观机制、器件性能及未来展望等多个维度介绍这一工作,并探讨其对固态离子学和电化学储能领域的重要意义。

English Abstract

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